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Hintergrund
der Erfindung
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1. Gebiet
der Erfindung
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Diese
Erfindung bezieht sich auf Digitalkameras und insbesondere auf ein
Verfahren und eine Vorrichtung zum Durchführen einer Farbeinstellung auf
Bildern, die mit einer Digitalkamera gemacht werden.
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2. Beschreibung verwandter
Technik
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Digitale
Standbildkameras werden heutzutage entwickelt, um zu ermöglichen,
daß ein
Bild aufgenommen, digitalisiert, gespeichert und unter Verwendung
von herkömmlichen
Druckern wiedergegeben wird, die mit einem herkömmlichen Personalcomputer gekoppelt
sind. In den meisten Fällen
wird ein Array von Ladungsgekoppelte-Vorrichtung-Detektoren (CCD-Detektoren; CCD =
charge-coupled-device) verwendet, um das Bild aufzunehmen. Jeder
Detektor des CCD-Arrays wird verwendet, um einen Abschnitt des Bilds
aufzunehmen. Wenn Licht durch einen CCD-Detektor empfangen wird,
wird eine elektrische Ladung akkumuliert, die die Intensität des Lichts darstellt,
dem der Detektor ausgesetzt war. Diese Ladung kann zu einem A/D-
(Analog-zu-Digital-) Wandler gekoppelt werden. Der A/D-Wandler erzeugt
einen digitalen Wert, der die Ladung an jedem der Detektoren und
somit die Intensität
des Lichts, das durch jeden Detektor empfangen wird, darstellt.
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Falls
ein Farbbild aufgenommen werden soll, werden dann Farbfilter vor
jeden Detektor des CCD-Arrays plaziert. Folglich bildet ein Detektor,
der einem Filter zugeordnet ist, das im wesentlichen lediglich rotes
Licht durchläßt, einen
Rot-Detektor. Die Farbdetektoren sind häufig in Gruppen angeordnet. Bei
einer gut bekannten Anordnung bilden z. B. zwei Grün-Detektoren,
ein Blau-Detektor und ein Rot-Detektor eine Zwei-mal-Zwei-Gruppierung.
Diese Gruppierung ist durch das gesamte Array von Detektoren wiederholt.
Durch ein Nehmen des digitalen Werts, der jedem Detektor zugeordnet
ist, wird die Farbzusammensetzung des Bilds aufgenommen.
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Ein
Problem, das angetroffen wird, besteht darin, daß die Menge an Farbe, die durch
jeden Detektor erfaßt
wird, aufgrund der Zusammensetzung des Lichtspektrums verändert sein
kann, das durch die spezielle Lichtquelle emittiert wird, die das
Bild beleuchtet. Falls z. B. ein Bild durch eine Wolframlichtquelle
beleuchtet wird, dann wird das Bild zu dem roten Spektrum hin verschoben,
da Wolframlichtquellen mehr rotes Licht als blaues oder grünes Licht emittieren.
Diese Verschiebung gibt der resultierenden Photographie eine unerwünschte rötliche/orange Erscheinung.
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Gemäß einem
Verfahren, das verwendet wurde, um ein Bild zu verarbeiten, um Differenzen
bei der Art des Lichts einzustellen, sind Verstärker mit variabler Verstärkung seriell
zu den roten und den blauen Signalen vorgesehen. Die Menge an Verstärkung, die
an die roten und die blauen Signale angelegt wird, ist eingestellt,
um den Lichttyp zu kompensieren, der das Licht beleuchtet. Eine
manuelle Steuerung an der Kamera ermöglicht, daß der Benutzer zwischen einem
Wolframmodus und einem Tageslichtmodus auswählt. Bei dem Wolframmodus sind die
Verstärkungen
der Verstärker,
die zu einem Verstärken
des Ausgangs von den Rot- und den Blau-Detektoren verantwortlich
sind, auf ein erstes Verstärkungsverhältnis gesetzt,
um die Blauverschiebung zu kompensieren. Bei dem Tageslichtmodus wird
ein zweites Verstärkungsverhältnis verwendet, das
bewirkt, daß die
Verstärkung
der Verstärker,
die zu einem Verstärken
der roten und der blauen Signale verantwortlich sind, näherungsweise
gleich der Menge an Verstärkung
ist, die für
die grünen
Signale gesetzt ist.
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Eine
Auswahl des speziellen Verstärkungsverhältnisses
ist ferner von dem Zustand eines Relais abhängig. Das Relais hebt die manuelle
Steuerung auf, wenn ein Blitz geladen wurde, da die Verwendung eines
Blitzes die Farbzusammensetzung des Bildes verändern wird. Das heißt, das
Verstärkungsverhältnis der
Farbsignalverstärker
sollte im wesentlichen das gleiche sein, wenn ein Bild unter Verwendung
eines Blitzgeräts
aufgenommen wird und wenn ein Bild während eines Tageslichts aufgenommen wird.
Wenn daher ein Blitzgerät
geladen ist, um ein Bild zu beleuchten, setzt das Relais den Modus
der Verstärker
mit variabler Verstärkung
zu der Tageslichteinstellung, wie es in dem Fall geeignet ist, bei dem
ein Blitz verwendet werden soll. Somit ist durch ein Verändern der
Verstärkung
der Verstärker,
die zu einem Verstärken
der Ausgänge
von den Rot- und den Blau-Detektoren verantwortlich sind, die Farbe für den Fall
ordnungsgemäß ausgeglichen,
bei dem ein Bild bei einer Wolframbeleuchtung, einem Tageslicht
oder wenn ein Blitz verwendet wird aufgenommen werden soll.
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Dieses
System kann jedoch die Farbe des Bilds, das aufgenommen wird, nicht
ordnungsgemäß einstellen,
falls der Blitz geladen ist, aber nicht tatsächlich aktiviert ist. Ferner
ist die Größe einer
Farbeinstellung, die vorgebildet ist, im wesentlichen bei einem
von zwei speziellen Verhältnissen
fest (d. h. die Verstärkung
der Verstärker
ist auf einen von zwei Pegel gesetzt). Falls folglich die Größe einer
Farbeinstellung, die erforderlich ist, eine andere ist als dieselbe,
die erwünscht
wäre, falls
das Bild lediglich durch Wolfram oder lediglich durch natürliches
Sonnenlicht beleuchtet wäre,
dann wird die Farbe des Bilds nicht ordnungsgemäß eingestellt. Ferner wird
nicht jede Wolframlichtquelle genau die gleiche Farbtemperatur (spektrale
Zusammensetzung von Wellenlängen) aufweisen.
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Eine
allgemeine Weise, auf die Digitalkameras versucht haben, ein Bild
weißabzugleichen,
erfordert, daß ein
Vorschaubild gemacht wird. Das Vorschaubild wird verwendet, um die
Größe einer
Einstellung zu bestimmen, die erforderlich ist, um das Bild weißabzugleichen.
Es gibt mehrere historische Gründe,
warum ein Vorschaubild verwendet wird, um die Größe einer Einstellung zu bestimmen,
die erforderlich ist, um ein Bild weißabzugleichen, das eine gewisse
Zeit später
gemacht wird. Zum Beispiel muß in
dem Fall, bei dem die Einstellung durch ein Einstellen der Verstärkung der
Verstärker
vorgenommen wird, mit denen der Ausgang von dem CCD-Array gekoppelt
ist, müssen
die Weißabgleichinformationen zu
der Zeit bekannt sein, zu der das Bild von dem CCD-Array gelesen wird.
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Die
Einstellung wird jedoch inkorrekt sein, falls die Beleuchtung des
Bilds sich zwischen der Zeit, in der das Vorschaubild gemacht wird,
und der Zeit, zu der das endgültige
Bild gemacht wird, unterscheidet. Falls z. B. das Vorschaubild ohne
einen Blitz gemacht wird und das endgültige Bild mit einem Blitz
gemacht wird, dann wird die Korrektur, die an dem endgültigen Bild
basierend auf den Charakteristika des Vorschaubilds vorgenommen
wird, inkorrekt sein. Es kann eine Anzahl von anderen Situationen entstehen,
die bewirken würden,
daß die
Beleuchtung des Vorschaubilds sich von der Beleuchtung des endgültigen Bilds
unterscheidet. Zum Beispiel kann die Sonne durch eine Wolke undeutlich
werden, ein Licht kann ein- oder ausgeschaltet werden etc.
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Zusätzlich offenbart
die EP-A-0719036 eine Digitalkamera, die Bilderfassungs- und Speicherungsanordnungen
aufweist, und die EP-A-0738085 offenbart ein Weißabgleicheinstellungssystem.
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Folglich
wäre es
erwünscht,
ein System bereitzustellen, bei dem die Farbeinstellung auf eine Weise
bestimmt wird, die die Charakteristika des endgültigen Bilds genau widerspiegelt.
Ferner wäre es
erwünscht,
ein System bereitzustellen, bei dem die Größe einer Farbeinstellung eingestellt
werden kann, um mehrere unterschiedliche Bedingungen und Kombinationen
von Lichtquellen zu kompensieren.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum
Durchführen
eines Farbausgleichs eines Bilds, das mit einer Digitalkamera gemacht
wird, wobei entweder ein Hostcomputer verwendet wird, der außerhalb
der Kamera ist, oder ein Gerät
im Inneren der Kamera, wobei die Bilddaten des Bilds verwendet werden,
das weißabgleicheinstellt
werden soll, um die Größe einer
Einstellung zu bestimmen, die erforderlich ist.
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Gemäß einem
ersten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung eine Digitalkamera
gemäß dem hierin
beigefügten
Anspruch 1 bereit. Gemäß einem zweiten
Aspekt ist ein Verfahren bereitgestellt, wie dasselbe in dem hierin
beigefügten
Anspruch 8 offenbart ist.
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Gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung wird ein digitales Bild aufgenommen durch:
zuerst ein Räumen
(Flushing) einer jeglichen Ladung, die sich an einem CCD-Lichtdetektorarray
akkumuliert hat, zu einem ersten Zeitpunkt; ein Ermöglichen,
daß Licht
auf den CCD-Detektor trifft, nachdem der Detektor geräumt wurde;
und ein Bestimmen der Menge an Ladung, die sich auf den Detektoren
akkumuliert hat, die das Array aufweisen. Wurde das Bild einmal
aufgenommen, muß eine
Bestimmung vorgenommen werden, ob das Bild ein Weißabgleichen
erfordert. Ein Weißabgleichen
ist typischerweise erforderlich, falls die Lichtquelle, die Objekte
beleuchtet, die abgebildet werden sollen, eine „Farbtemperatur" aufweist, die bewirken
würde, daß das Bild
zugunsten oder weg von einer Farbe gefärbt oder vorgespannt ist. Zum
Beispiel ist eine Wolframlichtquelle typischerweise zugunsten von
Rot vorgespannt. Damit daher das Bild ordnungsgemäße weißabgeglichen
wird, muß die
rote Komponen te jedes Pixels mit Bezug auf die blaue und die grüne Komponente
jedes Pixels eingestellt werden.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird die Größe der Einstellung,
die vorgenommen werden soll, durch eine Analyse der Bilddaten bestimmt,
die eingestellt werden sollen (d. h. des „Aufnahmebilds"). Gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung werden Bildpixel innerhalb des Aufnahmebilds
in einen zweidimensionalen Raum abgebildet, wobei die zwei Dimensionen
dieses Raums Rot/Blau und Grün/Blau
sind. Bildpixel, die ein Referenzbild bilden, das durch eine Referenzlichtquelle
beleuchtet wurde, werden dann in dem zweidimensionalen Raum aufgetragen.
Jeder der Punkte bei der Peripherie des Aufnahmebilds wird in Punkte
bei der Peripherie des Referenzbilds durch eine Transformation abgebildet.
Die Transformationen, die verwendet werden, um die Punkte in dem
Aufnahmebild zu den Punkten in dem Referenzbild abzubilden, werden dann
in einem Transformationsraum aufgetragen. In dem Transformationsraum
wird eine Form durch den Satz von Transformationen definiert, die
jedem der Punkte an der Peripherie des Aufnahmebilds zugeordnet
sind. Folglich wird ein Satz derartiger Formen in dem Transformationsraum
für das
Aufnahmebild definiert. Die Überschneidung
dieser Formen wird dann verwendet, um eine Lichtquelle, die das
Aufnahmebild beleuchtet, und die Einstellungsfaktoren zu bestimmen,
die erforderlich sind, um das Aufnahmebild ordnungsgemäß weißabzugleichen.
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Es
ist klar, daß die
Einstellung, da die Bilddaten, die eingestellt werden sollen, verwendet
werden, um die Größe der Einstellung
zu bestimmen, die erforderlich ist, genauer sein wird, als es der
Fall wäre, falls
ein Vorschaubild gemacht wird, um zu bestimmen, wie das Aufnahmebild
eingestellt werden muß.
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Gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung wird die Analyse und die Einstellung
der Bilddaten in der Kamera durchgeführt. Bei einem alternativen
Ausführungsbei spiel
der vorliegenden Erfindung jedoch wird die Einstellung außerhalb
der Kamera durch ein Hostgerät,
wie beispielsweise einem Personalcomputer oder einem Drucker, durchgeführt.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Die
Aufgaben, Vorteile und Merkmale dieser Erfindung werden angesichts
der folgenden Beschreibung ohne weiteres ersichtlich, wenn dieselbe in
Verbindung mit der zugehörigen
Zeichnung gelesen wird, bei der:
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1 ein Blockdiagramm einer
Digitalkamera gemäß der vorliegenden
Erfindung ist.
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Gleiche
Bezugszeichen und Bezeichnungen bei den verschiedenen Zeichnungen
beziehen sich auf gleiche Elemente.
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Detaillierte
Beschreibung der Erfindung
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Überall in
dieser Beschreibung sollten das bevorzugte Ausführungsbeispiel und Beispiele,
die gezeigt sind, als typische Beispiele und nicht als Begrenzungen
an der vorliegenden Erfindung betrachtet werden.
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Die
vorliegende Erfindung ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum
Durchführen
eines automatischen Weißabgleichs
an einem Bild, das durch eine Digitalkamera aufgenommen wird, basierend auf
Charakteristika einer Lichtquelle, wie dieselben aus einer Analyse
der Bilddaten bestimmt werden.
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1 ist ein Blockdiagramm
eines Ausführungsbeispiels
einer Digitalkamera 100 gemäß der vorliegenden Erfindung.
Die Digitalkamera 100 umfaßt: eine optische Linse 101;
ein Array von Ladungsgekoppelte-Vorrichtung- (CCD-) Detektoren 103,
einschließlich
eines Arrays von Farbfiltern, wobei jedes Filter einem Detektor
zugeordnet ist; eine Gewinn- bzw.
Verstärkungssteuerschaltung 105;
einen A/D- (Analog-zu-Digital-)
Wandler 107; ein Steuergerät 109 (wie beispielsweise
ein Mikroprozessor), der vorzugsweise ein JPEG-Dateiformatumwandlungsgerät 115 und
ein EXIF-Dateiformatgerät 117 umfaßt; einen
Pufferspeicher 111; ein Bildverarbeitungsgerät 113,
wie beispielsweise einen DSP (digital Signal processor = digitaler
Signalprozessor); ein Bildspeichergerät 119; und ein Ausgangstor 120.
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Licht
tritt in die Digitalkamera 100 durch die Linse 101 ein
und wird auf dem Array von CCD-Detektoren 103 fokussiert.
Wie es auf dem Gebiet gut bekannt ist, bewirken die Farbfilter 102,
die jedem Detektor innerhalb des CCD-Arrays 103 zugeordnet sind,
daß die
Detektoren für
eine spezielle Farbe empfindlich sind. Gemäß einem Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung sind die CCD-Detektoren in einem sich wiederholenden
Muster von Zwei-mal-Zwei-Gruppen konfiguriert, bei denen der obere
rechte Detektor für
rotes Licht empfindlich ist, der obere linke Detektor für blaugrünes Licht
empfindlich ist, der untere rechte Detektor für grünes Licht empfindlich ist und
der untere linke Detektor für
blaues Licht empfindlich ist. Es ist klar, daß das Array von Detektoren
hergestellt sein kann, derart, daß die speziellen Detektoren
für andere
Farben empfindlich sind und in anderen Konfigurationen angeordnet sind.
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Jeder
Detektor akkumuliert eine Ladung, die die Menge an Licht in einem
CCD-Pixel darstellt. Ein Zeitsteuerungsgenerator 104 ist
mit dem CCD-Detektorarray 103 gekoppelt. Der Zeitsteuerungsgenerator 104 steuert
das Lesen des CCD-Detektorarrays 103 auf
eine im wesentlichen herkömmliche
Weise. Der Zeitsteuerungsgenerator 104 bewirkt, daß die Ladung,
die durch jeden Detektor akkumuliert wird, seriell an den Eingang
des Verstärkungssteuergeräts 105 angelegt
wird. Das Steuergerät 109 ist
mit dem Zeitsteuerungsgenerator gekoppelt und steuert den Betrieb
des Zeitsteuerungsgenerators 104 auf eine im wesentlichen
herkömmliche
Weise.
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Der
Zeitsteuerungsgenerator 104 ist zu einem Räumen des
CCD-Arrays 103 in der Lage, um im wesentlichen eine jegliche
Ladung zu entladen, die vorhergehend durch die Detektoren innerhalb
des Arrays akkumuliert wurde. Wurde das CCD-Array 103 einmal geräumt, bewirkt
das Licht, das durch die Linse und die Farbfilter verläuft, daß sich eine
Ladung an jedem der Detektoren innerhalb des CCD-Arrays 103 in
einer Menge akkumuliert, die proportional zu der Menge an Licht
ist, das auf jeden Detektor auftrifft. Die Ladung, die sich an jedem
Detektor innerhalb des CCD-Arrays 103 akkumuliert, resultiert
in einer Spannung, die zu der Verstärkungssteuerschaltung 105 gekoppelt
wird. Die Verstärkungssteuerschaltung 105 umfaßt eine
automatische Verstärkungssteuerschaltung
und eine Schaltungsanordnung, um einen korrelierten Doppelabtastprozeß zu implementieren.
Der korrelierte Doppelabtastprozeß ist ein herkömmlicher
Prozeß,
der eine Überschreitung
und eine Unterschreitung bei dem Ausgang von den CCD-Detektoren
berücksichtigt,
wenn das CCD-Array gelesen wird.
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Das
Steuergerät 109 ist
mit dem Verstärkungssteuergerät gekoppelt
und steuert die automatische Verstärkungssteuerschaltung. Der
Ausgang von der Verstärkungssteuerschaltung 105 wird
zu dem A/D-Wandler 107 gekoppelt. Der A/D-Wandler 107 wandelt
die Spannungen, die von den CCD-Detektoren gelesen werden und durch
die Verstärkungssteuerschaltung 105 verarbeitet
werden, in digitale Werte um. Die resultierenden digitalen Werte sind
vorzugsweise direkt proportional zu der Menge an Licht, die durch
jeden Detektor erfaßt
wird.
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Der
A/D-Wandler 107 ist mit dem DSP 113 gekoppelt.
Der DSP 113 verarbeitet die Farbinformationen, die in dem
Pufferspeicher 111 gespeichert sind, um eine Mosaikrückbildungsfunktion
zu liefern, um einen automatischen Weißabgleich durchzuführen und
um das Bild zu schärfen.
Der DSP 113 bestimmt, welche Werte von dem A/D-Wandler 107 zu dem
DSP 113 gekoppelt werden, wobei die Werte den Detektoren
durch die Reihenfolge zugeordnet werden, in der die Werte von dem
A/D-Wandler 107 empfangen werden. Die Mosaikrückbildungsfunktion und
die automatischen Weißabgleichfunktionen
sind herkömmliche
Funktionen. Gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist z. B. der DSP 113 ein Teil Nr. HD49811TFA,
das im Handel von Hitachi erhältlich
ist, und die automatische Weißabgleichfunktion
ist in dem HD49811TFA-Datenblatt bereitgestellt, das durch Hitachi
verteilt wird. Der Ausgang von dem DSP 113 ist ein Satz
von Bildpixeln, von denen jedes die Farbe eines speziellen Abschnitts
des Bilds darstellt, das durch das CCD-Detektorarray 103 aufgenommen
wurde. Folglich weist der komplette Satz von Bildpixeln die Bilddaten
auf. Die Bilddaten sind in einem Pufferspeicher 111 gespeichert.
Der Pufferspeicher 111 wird durch das Steuergerät 109 gelesen.
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Gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung umfaßt
das Steuergerät 109 eine
herkömmliche
zweckgebundene integrierte Schaltung, die eine JPEG-Dateiformatumwandlung durchführt. Daher
wirkt gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung eine Kombination einer Hardware und einer
Software, die innerhalb des Steuergeräts 109 ausgeführt wird,
zusammen, um ein JPEG-Dateiformatumwandlungsgerät 115 zu bilden.
Gemäß einem
anderen Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung weist das JPEG-Dateiformatumwandlungsgerät 115 lediglich
eine Hardware auf. Alternativ ist das JPEG-Dateiformatumwandlungsgerät 115 eine
Softwareroutine, die innerhalb eines programmierbaren Steuergeräts 109 durchgeführt wird.
In jedem Fall wird eine Dateiformatumwandlung auf eine herkömmliche
Weise durchgeführt.
Bei noch einem anderen Ausführungsbeispiel der
Erfindung wird keine Komprimierung durchgeführt. Bei noch einem anderen
Ausführungsbeispiel wird
eine Komprimierung gemäß einem
anderen Standard als JPEG durchgeführt.
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Der
JPEG-Dateiformatumwandlungsprozeß komprimiert die Informationen,
die von dem DSP 113 ausgegeben und in dem Puffer 111 gespeichert
werden, gemäß dem gut
bekannten JPEG-Datenkomprimierungsstandard. Die Informationen, die
in einem JPEG-Format sind, werden dann innerhalb einer Datei eingebettet,
die zu "Digital
Still Camera Image File Format Standard" (Digitalstandbildkamera-Bilddateiformatstandard)
(Version 1.0, 13. Juli 1995) (allgemein als „EXIF" bekannt) konform ist, der durch JEIDA
Electronic Still Camera Technical Committee definiert ist. Die Datei
wird durch ein EXIF-Dateiformatgerät 117 innerhalb des
Steuergeräts 109 innerhalb der
EXIF-Datei eingebettet. Gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung ist das EXIF-Dateiformatgerät eine Kombination einer Software,
die innerhalb des Steuergeräts 109 ausgeführt wird,
und einer zweckgebundenen Hardware. Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel
ist jedoch das EXIF-Dateiformatgerät 117 eine Softwareroutine,
die innerhalb des Steuergeräts 109 durchgeführt wird. Bei
noch einem anderen Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung weist das EXIF-Dateiformatgerät 117 lediglich
eine zweckgebundene Hardware auf.
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Bei
dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung werden die Bildinformationen gemäß der gut
bekannten JPEG-Datenkomprimierungstechnik komprimiert und in einem
YCbCr-Format mit
einem 4:2:2-Unterabtasten präsentiert. Die
EXIF-Datei wird dann zu einem Host zu einem weiteren Verarbeiten übertragen.
Es ist jedoch klar, daß gemäß einem
alternativen Ausführungsbeispiel der
Erfindung der Ausgang von dem DSP 113 auf eine jegliche
Weise formatiert sein kann, die es ermöglicht, daß ein Host 121, wie
beispielsweise ein Personalcomputer oder ein Drucker, die Informationen
liest und interpretiert, die durch die Kamera 100 zu dem
Host 121 geliefert werden. Gemäß einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung werden die Bilddaten nicht komprimiert.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung werden die Bilddaten analysiert, um zu bestimmen, wie
die digitalen Werte in den Bilddaten eingestellt werden müssen, um
Differenzen bei den Charakteristika der Lichtquelle zu korrigieren,
die verwendet wird, um das Bild zu beleuchten. Gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung werden die Bilddaten analysiert, um die
Größe einer
Einstellung zu bestimmen, die auf die Bilddaten angewendet werden
soll, um das Bild ordnungsgemäß weißabzugleichen.
Die Analyse betrifft eine mathematische Manipulation der Bilddaten,
die durch ein programmierbares Gerät durchgeführt werden kann, wie beispielsweise
einen Mikroprozessor oder DSP entweder innerhalb oder außerhalb
der Kamera (z. B. in dem Host). Gemäß der vorliegenden Erfindung
werden die Bilddaten mit Bezug auf ein Referenzbild analysiert.
Das Referenzbild weist vorzugsweise ein im wesentlichen volles Spektrum
von sichtbaren Wellenlängen
auf und ist durch eine Referenzlichtquelle beleuchtet. Die Bilddaten
für das
Referenzbild werden in einen zweidimensionalen Raum abgebildet,
bei dem die horizontale Achse Rot geteilt durch Blau ist und die
vertikale Achse Grün
geteilt durch Blau ist. Dieses Abbilden reduziert die dreidimensionalen (rgb-)
Punkte auf einen Farbwert, der durch zwei Werte definiert ist (d.
h. den Rot/Blau-Wert und den Grün/Blau-Wert).
Folglich kann eine Farbpalette von Punkten in diesem zweidimensionalen
Raum aufgetragen werden, wobei jeder Punkt die Farbe eines Pixels
in dem Referenzbild darstellt. Ein Satz von Punkten, der, wenn von
einem Punkt zu dem nächsten verbunden
wird, die äußerste Grenze
dieser Referenzfarbpalette definiert, wird identifiziert. Diese
Peripheriepunkte werden dann gespeichert.
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Sind
die Peripheriepunkte des Referenzbilds einmal eingerichtet, kann
ein aufgenommenes Bild mit Bezug auf das Referenzbild durch zuerst
ein Abbilden des aufgenommenen Bilds in den zweidimensionalen Raum
analysiert werden, derart, daß jedes Pixel
einen Punkt in dem zweidimensionalen Raum definiert. Dann werden
Peripheriepunkte für
das aufgenommene Bild bestimmt. Jeder dieser Punkte wird dann zu
einem der Peripheriepunkte des Referenzbilds abgebildet. Die Transformation,
die verwendet wird, um den Peripherie punkt des Aufnahmebilds zu dem
Peripheriepunkt des Referenzbilds abzubilden, ist dann durch zwei
Werte definiert. Der erste Wert ist der Quotient der Rot/Blau-Werte
und der zweite Wert ist der Quotient der Grün/Blau-Werte. Jeder Satz von Transformationen,
der einem Punkt des Aufnahmebilds zugeordnet und zu jedem Punkt
in dem Referenzbild abgebildet ist, wird eine Form definieren. Daher
wird ein Satz von Formen durch ein Abbilden jedes der Punkte in
dem Aufnahmebild zu jedem der Punkte in dem Referenzbild definiert.
Die Überschneidung
dieser Formen definiert eine neue Form. Diese neue Form kann dann
analysiert werden, um die Lichtquelle zu bestimmen, die am wahrscheinlichsten
verwendet wurde, um die Szene zu beleuchten.
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Bei
einem anderen Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung ist das Gerät zum Analysieren der Bilddaten
innerhalb der Kamera vorgesehen. Zum Beispiel führt bei einem Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung der DSP 13 die Analyse der Bilddaten durch.
Als ein Ergebnis der Analyse der Bilddaten wird die Farbe der Bildpixel,
die das Bild bilden, eingestellt, um einen ordnungsgemäßen Weißabgleich
zu erreichen. Es ist klar, daß die
Bilddaten eventuell nicht komprimiert sind oder daß die Komprimierung
entweder nach einer Analyse der Bilddaten oder nachdem die Einstellungen
an dem Farbausgleich vorgenommen wurden, angewendet werden kann.
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Zusammenfassung
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Eine
Anzahl von Ausführungsbeispielen
der vorliegenden Erfindung wurde beschrieben. Dennoch ist klar,
daß verschiedene
Modifizierungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzbereich
der Erfindung abzuweichen. Ferner sind die Komponenten der Digitalkamera
als ein Beispiel von Geräten
beschrieben, die spezielle Funktionen innerhalb einer Digitalkamera
durchführen.
Folglich können
die Funktionen, die als innerhalb der Digitalkamera durchgeführt beschrieben
sind, durch ein jegliches Gerät
durchgeführt
werden, das zu einem Durchführen
der speziellen Funktionen in der Lage ist. Zum Beispiel kann das
Steuergerät 109 ein
Mikroprozessor, eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung,
eine diskrete Schaltung, eine Zustandsmaschine oder eine jegliche
andere Schaltung oder Komponente sein, die zu einem Durchführen der Funktionen
in der Lage ist, die oben beschrieben sind. Folglich ist klar, daß die Erfindung
nicht durch die spezifischen dargestellten Ausführungsbeispiele, sondern lediglich
durch den Schutzbereich der beigefügten Ansprüche begrenzt sein soll.